EP2218472B2 - Device for treating blood outside the body - Google Patents

Abstract

The apparatus has a measuring device provided within a discharge unit (30) for determining absorption of used dialysis fluid flowing through the discharge unit. The measuring device includes a radiation source (41) for monochromatic electromagnetic radiation, and a detector system (42) detects intensity of the electromagnetic radiation. A compensation unit (50) compensates changes that occur in intensity of the electromagnetic radiation of the radiation source and/or sensitivity of the detector system, and is formed as a temperature regulator. An independent claim is also included for a method for compensating intensity changes of an electromagnetic radiation source.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur extrakorporalen Blutbehandlung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for extracorporeal blood treatment according to the preamble of patent claim 1.

Bei Patienten mit reduzierter bzw. überhaupt keiner Nierenfunktion werden Abfallprodukte, einschließlich toxischer Substanzen, mittels einer Nierenersatzbehandlung beseitigt, wobei das Blut des Patienten über einer Blutzuführleitung vom Patienten der künstlichen Niere bzw. dem Dialysator zugeführt wird. In der künstlichen Niere bzw. dem Dialysator wird das Blut des Patienten über eine semipermeable Membran mit Dialysierflüssigkeit in Kontakt gebracht. Die Dialysierflüssigkeit enthält unterschiedliche Salze in einer solchen Konzentration, dass die Abfallprodukte, einschließlich der toxischen Substanzen, mittels Diffusion und Konvektion durch die Membran aus dem Blut des Patienten zur Dialysierflüssigkeit geführt werden. Das so von den Abfallprodukten bereinigte Blut wird über eine an dem Dialysator angeschlossenen Blutabführleitung wieder in den Blutkreislauf des Patienten zurückgeführt.In patients with reduced kidney function or no kidney function at all, waste products, including toxic substances, are removed using renal replacement therapy, in which the patient's blood is fed from the patient to the artificial kidney or dialyzer via a blood supply line. In the artificial kidney or the dialyzer, the patient's blood is brought into contact with dialysis fluid via a semi-permeable membrane. The dialysis fluid contains different salts in such a concentration that the waste products, including toxic substances, are carried through the membrane from the patient's blood to the dialysis fluid by diffusion and convection. The blood, which has been cleaned of waste products in this way, is fed back into the patient's bloodstream via a blood discharge line connected to the dialyzer.

Um das Ergebnis einer Nierenersatzbehandlung quantifizieren zu können, ist es notwendig, die Effizienz der Nierenersatzbehandlung unmittelbar bzw. online zu steuern. Deshalb wurde das so genannte Kt/V-Modell entwickelt. Der Kt/V-Wert ist dabei ein Parameter zur Bestimmung der Effektivität einer Nierenersatzbehandlung, wobei die Clearance K für den Volumenstrom der gereinigten harnpflichtigen Substanzen, t für die Behandlungszeit und V für das Verteilungsvolumen des Patienten steht Dabei sind sowohl K als auch V jeweils auf das auf das jeweilige Abfallprodukt bezogen. In der Regel wird die Effizienz bei einer Nierenersatzbehandlung anhand des Harnstoffes als Abfallprodukt beschrieben, so dass K die Harnstoffclearance und V das Harnstoffverteilungsvolumen des Patienten, welches im Wesentlichen dem Körperwassers des Patienten entspricht, beschreibtIn order to be able to quantify the result of renal replacement treatment, it is necessary to control the efficiency of renal replacement treatment directly or online. Therefore the so-called Kt/V model was developed. The Kt/V value is a parameter for determining the effectiveness of renal replacement treatment, with the clearance K standing for the volume flow of the purified urinary substances, t for the treatment time and V for the distribution volume of the patient. Both K and V are each on related to the respective waste product. As a rule, the efficiency of renal replacement treatment is described using urea as a waste product, so that K describes the urea clearance and V the urea distribution volume of the patient, which essentially corresponds to the patient's body water

Aus der EP 1 083 948 A1 und der EP 2 005 982 A1 ist es bekannt, mit Hilfe einer im Ablauf angeordneten Messeinrichtung spektralphotometrisch unter Verwendung von UV-Strahlung und deren Absorption durch harnpflichtige Substanzen in der Dialysierflüssigkeit den Kt/V-Wert bzw. die Reduktionsrate RR für ein bestimmtes Abfallprodukt während der Nierenersatzbehandlung zu bestimmen.From the EP 1 083 948 A1 and the EP 2 005 982 A1 it is known to determine the Kt/V value or the reduction rate RR for a specific waste product during renal replacement treatment using a measuring device arranged in the outflow spectrophotometrically using UV radiation and its absorption by urinary substances in the dialysis fluid.

Bei diesen bekannten Vorrichtungen hat sich allerdings herausgestellt, dass eine gleichmäßige Strahlungsintensität der Strahlungsquelle und eine gleichmäßige Empfindlichkeit des Detektorsystems weder über die Betriebszeit der Strahlungsquelle noch während einer einzelnen Nierenersatzbehandlung gewährleistet werden konnte. Somit basiert die Absorptionsmessung in der verbrauchten Dialysierflüssigkeit während verschiedener Behandlungen und auch während einer Behandlungszeit auf veränderlichen Strahlungsintensitäten der Strahlungsquelle und/oder einem veränderten Ausgangssignal bei konstantem Eingangssignal des Detektorsystems. Dies hat zur Folge, dass der auf der Absorptionsmessung basierende Kt/V-Wert bzw. die auf der Absorptionsmessung basierende Reduktionsrate RR für ein bestimmtes Abfallprodukt nicht den tatsächlichen Gegebenheiten entsprechen. Vielmehr ist die Absorptionsmessung in der verbrauchten Dialysierflüssigkeit und damit die Aussage hinsichtlich des Kt/V-Wertes bzw. der Reduktionsrate RR für ein bestimmtes Abfallprodukt verfälschtWith these known devices, however, it has been found that a uniform radiation intensity of the radiation source and a uniform sensitivity of the detector system could not be guaranteed either over the operating time of the radiation source or during a single kidney replacement treatment. Thus, the absorption measurement in the used dialysis fluid during different treatments and also during a treatment time is based on changing radiation intensities of the radiation source and/or a changed output signal with a constant input signal of the detector system. As a result, the Kt/V value based on the absorption measurement or the reduction rate RR based on the absorption measurement for a specific waste product does not correspond to the actual conditions. Rather, the absorption measurement in the used dialysis fluid and thus the statement regarding the Kt/V value or the reduction rate RR for a specific waste product is falsified

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, dass durch die Absorptionsmessung eine zuverlässige und unverfälschte Aussage über den Kt/V-Wert bzw. der Reduktionsrate RR einer Nierenersatzbehandlung erhalten wird.The object of the invention is therefore to further develop a device according to the preamble of patent claim 1 such that the absorption measurement provides reliable and unfalsified information about the Kt/V value or the reduction rate RR of a kidney replacement treatment.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, wodurch eine zuverlässige und unverfälschte Aussage über den Kt/V-Wert bzw. der Reduktionsrate RR einer Nierenersatzbehandlung erhalten wird.A further object of the invention is to provide a method by which reliable and unfalsified information about the Kt/V value or the reduction rate RR of a renal replacement treatment is obtained.

Gelöst wird die vorrichtungsgemäße Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Endungen sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 12.The object of the device is achieved by a device having the features of patent claim 1. Advantageous configurations of the endings are the subject matter of dependent claims 2 to 12.

Durch die Erfindung wird eine zuverlässige und unverfälschte Aussage über den Kt/V-Wert bzw. der Reduktionsrate RR einer Nierenersatzbehandlung erhalten, indem Mittel vorgesehen sind, um Alterung der Messeinrichtung wahrend der Betriebszeit und auftretende Anderungen der Intensitat der elektromagnetischen Strahlung der Strahlungsquelle und/oder der Empfindlichkeit des Detektorsystems wahrend Behandlungszeit zu kompensieren.The invention provides reliable and unbiased information about the Kt/V value or the reduction rate RR of a kidney replacement treatment by providing means for measuring the aging of the measuring device during the period of operation and any changes in the intensity of the electromagnetic radiation from the radiation source and/or to compensate for the sensitivity of the detector system during treatment time.

Es hat sich nämlich herausgestellt, dass die nachlassende Strahlungsintensität der Strahlungsquelle über deren Betriebszeit in erster Linie auf einen Alterungsprozess der Strahlungsquelle zurückzuführen ist.
Da die Arbeitsintensität I₀ der Strahlungsquelle bei solchen Vorrichtungen in der Regel kleiner als die maximale Intensität I_max der Strahlungsquelle ist, lässt sich das auf die Betriebszeit zurückzuführende Nachlassen der Strahlungsintensität einfach durch ein Nachführen der Strahlungsintensität der Strahlungsquelle kompensieren. Durch das Detektorsystem wird somit zu Beginn jeder Behandlung die Strahlungsintensität nach Absorption durch unverbrauchte Dialysierflüssigkeit gemessen. Sobald Abweichungen dieser Strahlungsintensität von der Strahlungsintensität des vordefinierten Sollwerts auftreten, wir diese Abweichung kompensiert. Diese Maßnahme führt dazu, dass die Absorptionsmessungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung über deren gesamte Betriebszeit normierbar sind, da immer die gleiche Strahlungsintensität nach Absorption durch unverbrauchte Dialysierflüssigkeit zu Grunde gelegt wird.It has been found that the decreasing radiation intensity of the radiation source over its operating time is primarily due to an aging process of the radiation source.
Since the working intensity I ₀ of the radiation source in such devices is generally less than the maximum intensity I _max of the radiation source, the decrease in radiation intensity due to the operating time can be compensated for simply by tracking the radiation intensity of the radiation source. The radiation intensity after absorption by unused dialysis fluid is thus measured by the detector system at the beginning of each treatment. As soon as this radiation intensity deviates from the radiation intensity of the predefined target value, this deviation is compensated for. As a result of this measure, the absorption measurements of the device according to the invention can be normalized over its entire operating time, since the same radiation intensity after absorption by unused dialysis fluid is always taken as a basis.

Weiterhin hat sich auch gezeigt, dass während einer Nierenersatzbehandlung eine Konstanz eines Referenzsignal der Strahlungsintensität, welches durch Detektion der Strahlungsintensität ohne Absorption generiert wird, ebenfalls nicht gewährleistet werden kann. Wie sich herausgestellt hat, liegt die Ursache hierfür in Temperaturschwankungen sowohl an der Strahlungsquelle als auch am Detektorsystem. Erfindungsgemäß ist deshalb als Mittel zur Kompensation eine Temperaturregelung vorgesehen, durch welche die Temperatur der Strahlungsquelle auf einen vordefinierten Arbeitstemperaturbereich ΔT₁ und/oder die Temperatur des Detektorsystems auf einen vordefinierte Arbeitstemperaturbereich ΔT₂ regelbar ist Durch diese Maßnahme hat sich eine deutliche Stabilisierung sowohl der Signalintensität der Strahlungsquelle als auch der Empfindlichkeit des Detektorssystems gezeigt, wobei durch Kombination der beiden alternativen Maßnahme die Stabilität und damit die Aussagekraft der letztendlich erhalten Ergebnisse der Kt/V-Werte und der Reduktionsrate RR nochmals signifikant gesteigert werden kann.Furthermore, it has also been shown that during kidney replacement treatment, a constancy of a reference signal of the radiation intensity, which is generated by detection of the radiation intensity is generated without absorption, also cannot be guaranteed. As it turned out, the reason for this lies in temperature fluctuations both at the radiation source and at the detector system. According to the invention, a temperature control is therefore provided as a means for compensation, by means of which the temperature of the radiation source can be regulated to a predefined working temperature range ΔT ₁ and/or the temperature of the detector system to a predefined working temperature range ΔT _2. This measure has resulted in a significant stabilization of both the signal intensity of the Radiation source and the sensitivity of the detector system are shown, whereby the combination of the two alternative measures can significantly increase the stability and thus the significance of the results of the Kt/V values and the reduction rate RR that are ultimately obtained.

Allein die Kompensation der Änderung der Intensität der elektromagnetischen Strahlung der Strahlungsquelle oder der Empfindlichkeit des Detektorsystems führt bereits zu deutlich verbesserten Aussagen über den Kt/V-Wert bzw. die Reduktionsrate RR für ein bestimmtes Abfallprodukt. Eine nochmals signifikante Verbesserung der dieser Aussagen lässt sich erreichen, wenn beide Maßnahmen - zum einen eine Kompensation der Änderung der Intensität der elektromagnetischen Strahlung der Strahlungsquelle und zum anderen eine Kompensation der Änderung Empfindlichkeit des Detektorsystems - in der erfindungsgemäßen Vorrichtung integriert sind.Merely compensating for the change in the intensity of the electromagnetic radiation from the radiation source or the sensitivity of the detector system already leads to significantly improved statements about the Kt/V value or the reduction rate RR for a specific waste product. A further significant improvement in these statements can be achieved if both measures—on the one hand compensation for the change in the intensity of the electromagnetic radiation from the radiation source and on the other hand compensation for the change in sensitivity of the detector system—are integrated in the device according to the invention.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass als Mittel zur Kompensation des Alterungsprozesses der Strahlungsquelle eine elektronische Regelung vorgesehen ist, mit deren Hilfe die Intensität I der elektromagnetischen Strahlung der Strahlungsquelle derart regelbar ist, dass am Detektorsystem vordefinierte Intensitäten I₄₄, nach Absorption durch unverbrauchte Dialysierflüssigkeit, und/oder I₄₅, ohne Absorption durch unverbrauchte Dialysierflüssigkeit, detektierbar sind.According to the invention, electronic control is provided as a means for compensating for the aging process of the radiation source, with the aid of which the intensity I of the electromagnetic radiation from the radiation source can be controlled in such a way that intensities I ₄₄ predefined on the detector system, after absorption by unused dialysis fluid, and/or or I ₄₅ are detectable without absorption by unused dialysis fluid.

Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die elektronische Regelung als Regelkreis ausgebildet ist, da solche Regelkreise bereits technisch ausgereift und einfach handhabbar sind.In this context, it has proven to be advantageous for the electronic regulation to be in the form of a control loop, since such control loops are already technically mature and easy to handle.

Da die Absorption von harnpflichtige Substanzen im W-Bereich und im Wesentlichen bei 280nm sehr gut ist, bietet es sich an, dass die Strahlungsquelle als eine Leuchtdiode ausgebildet ist, welche in ihrem Arbeitstemperaturbereich ΔT₁ elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen der Wellenlänge 280nm emittiert.Since the absorption of urinary substances is very good in the UV range and essentially at 280 nm, it makes sense for the radiation source to be in the form of a light-emitting diode which, in its working temperature range ΔT ₁ , emits electromagnetic radiation essentially with a wavelength of 280 nm.

Vorteilhaft ist weiterhin, wenn das Detektorsystem aus wenigstens einem fotodetektor vorzugsweise aus zwei Fotodetektoren besteht. Bei Verwendung nur eines Fotodetektor muss allerdings davon ausgegangen werden, dass die Signalintensität der von der Strahlungsquelle emittierten Strahlung zeitlich nicht konstant ist, um die Absorption der Dialysierflüssigkeit immer auf derselben Basis zu bestimmen. Deutlich besser ist es deshalb zwei Detektoren zu verwenden, wobei einer die Intensität der Strahlungsquelle und einer die Intensität der Strahlung nach Durchgang durch die die verbrauchte Dialysierflüssigkeit misstIt is also advantageous if the detector system consists of at least one photodetector, preferably two photodetectors. If only one photodetector is used, however, it must be assumed that the signal intensity of the radiation emitted by the radiation source is not constant over time in order to always determine the absorption of the dialysis liquid on the same basis. It is therefore much better to use two detectors, one measuring the intensity of the radiation source and one measuring the intensity of the radiation after it has passed through the used dialysis fluid

Ein besonders effektive bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht daher darin, dass im Strahlengang der elektromagnetischen Strahlung zwischen der Strahlungsquelle und dem Abfluss für verbrauchte Dialysierflüssigkeit ein teildurchlässiger Spiegel oder eine optische Einrichtung zur Strahlaufteilung oder -umlenkung angeordnet ist, so dass ein Teil der elektromagnetischen Strahlung durch die verbrauchte Dialysierflüssigkeit auf den ersten Fotodetektor und der restliche Teil direkt auf den zweiten Detektor geleitet wird.A particularly effective preferred embodiment of the invention is therefore that in the beam path of the electromagnetic radiation between the radiation source and the drain for used dialysis fluid, a partially transparent mirror or an optical device for beam splitting or deflection is arranged so that part of the electromagnetic radiation through the used dialysis fluid is routed to the first photodetector and the remaining part directly to the second detector.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Regelgröße des Regelkreises die Intensität der elektromagnetischen Strahlung am ersten Detektor und die Stellgröße der elektrische Strom der Strahlungsquelle, wobei die dann ermittelte Intensität am zweiten Detektor als Referenzwert für die jeweilige Nierenersatzbehandlung abspeicherbar ist Durch diese Maßnahme ist eine besonders gute Regelung der Strahlungsintensität der elektromagnetischen Strahlungsquelle während der gesamten Betriebszeit der Strahlungsquelle gewährleistetAccording to a further preferred embodiment of the invention, the controlled variable of the control circuit is the intensity of the electromagnetic radiation at the first detector and the manipulated variable is the electric current of the radiation source, with the intensity then determined being able to be stored at the second detector as a reference value for the respective kidney replacement treatment particularly good control of the radiation intensity of the electromagnetic radiation source is ensured throughout the entire operating time of the radiation source

In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die am zweiten Detektor ermittelte Referenzgröße der Intensität während der jeweiligen Nierenersatzbehandlung die Regelgröße eines zweiten Regelkreises ist und dass der elektrische Strom der Strahlungsquelle die Stellgröße dieses zweiten Regelkreises ist Dadurch kann während einer Nierenersatzbehandlung eine Änderung dieser Referenzgröße im Wesentlichen ohne Zeitverzögerung kompensiert werden.In this context, it has proven to be particularly advantageous that the intensity reference variable determined on the second detector during the respective renal replacement treatment is the controlled variable of a second control circuit and that the electric current of the radiation source is the manipulated variable of this second control circuit this reference variable can be compensated essentially without time delay.

Um die Temperaturregelung möglichst einfach und effektiv zu gestalten, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die Temperaturregelung einen Kühlkörpers für die Leuchtdiode und/oder das Detektorsystem bzw. die Detektoren aufweistIn order to make the temperature control as simple and effective as possible, it has proven to be advantageous for the temperature control to have a heat sink for the light-emitting diode and/or the detector system or detectors

Alternativ oder zusätzlich ist es natürlich auch möglich, dass die Temperaturregelung eine Wasserkühlung für die Leuchtdiode und/oder die Detektoren aufweist.Alternatively or additionally, it is of course also possible for the temperature control to have water cooling for the light-emitting diode and/or the detectors.

Weiterhin alternativ oder zusätzlich kann die Temperaturregelung einen oder mehrere Lüfter für die Leuchtdiode und/oder die Detektoren aufweisen.Furthermore, as an alternative or in addition, the temperature control can have one or more fans for the light-emitting diode and/or the detectors.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Temperaturregelung alternativ oder zusätzlich einen oder mehrere elektrothermische Wandler, beispielsweise Peltier-Elemente zur Temperaturregelung der Leuchtdiode und/oder der Detektoren aufweistIt has proven to be particularly advantageous if the temperature control alternatively or additionally has one or more electrothermal converters, for example Peltier elements, for temperature control of the light-emitting diode and/or the detectors

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen und deren Rückbeziehung.Further goals, advantages, features and possible applications of the present invention result from the following description of the exemplary embodiments with reference to the drawings. All of the features described and/or illustrated form the basis for themselves or in any meaningful combination the subject matter of the present invention, also independently of its summary in the claims and their dependency.

Es zeigen:Show it:

Figur 1:Figure 1:

eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention,

Figur 2:Figure 2:

eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Messeinrichtung bzw. des Detektorsystems einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,a schematic representation of an embodiment of a measuring device or the detector system of a device according to the invention,

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in an einen Patienten 1 angeschlossenen Zustand dargestellt. Dabei ist der Patient 1 mittels einer Blutzuführleitung 14 mit einen Dialysator 10 verbunden. Von dem Dialysator führt eine Blutabführleitung 15 das gereinigte Blut wieder dem Blutkreislauf des Patienten zu.In figure 1 an exemplary embodiment of a device according to the invention is shown in the state connected to a patient 1 . The patient 1 is connected to a dialyzer 10 by means of a blood supply line 14 . From the dialyzer, a blood discharge line 15 feeds the cleaned blood back into the patient's bloodstream.

Der Dialysator 10 ist mittels einer semipermeablen Membran 11 in zwei Kammern 12, 13 geteilt, wobei durch die erste Kammer 13 das zu reinigende Blut des Patienten 1 und durch die zweite Kammer 12 Dialysierflüssigkeit, welche in der Lage ist die im Blut des Patienten 1 enthaltenen Abfallprodukte und toxische Substanzen aufzunehmen, geführt wird. Der Transport der Abfallprodukte und toxischen Substanzen vom Blut des Patienten 1 in die Dialysierflüssigkeit erfolgt mittels Diffusion und Konvektion über die semipermeable Membran 11. Die Dialysierflüssigkeit wird mittels eines Zulaufs 20 der zweiten Kammer 12 des Dialysators 10 zugeführt. Dabei ist im Zulauf 20 eine Pumpe für die Förderung der Dialysierflüssigkeit ebenso vorgesehen wie ein Ventil 60, durch welches die Dialysierflüssigkeit anstatt in den Dialysator 10 über einen Bypass an diesem vorbei in einen Abfluss 30 für die Dialysierflüssigkeit geleitet werden kann. Im Abfluss 30 ist ebenfalls ein Ventil 61 angeordnet, welches mittels dem Bypass 62 mit dem Ventil 60 im Zulauf 20 verbunden istThe dialyzer 10 is divided into two chambers 12, 13 by means of a semi-permeable membrane 11, with the blood of the patient 1 to be cleaned passing through the first chamber 13 and dialysis fluid containing the blood of the patient 1 passing through the second chamber 12 absorbing waste products and toxic substances. The waste products and toxic substances are transported from the patient's 1 blood into the dialysis fluid by means of diffusion and convection via the semipermeable membrane 11. The dialysis fluid is fed to the second chamber 12 of the dialyzer 10 by means of an inlet 20. In this case, a pump for conveying the dialysis fluid is provided in the inlet 20 as well as a valve 60 through which the dialysis fluid can be routed past the dialyzer 10 via a bypass into an outlet 30 for the dialysis fluid instead of into the dialyzer 10 . A valve 61 is also arranged in the outflow 30 and is connected to the valve 60 in the inflow 20 by means of the bypass 62

Nachdem im Dialysator 10 Abfallprodukte und toxische Substanzen vom Blut des Patienten 1 in die Dialysierflüssigkeit transportiert wurden, wird diese nunmehr verbrauchte Dialysierflüssigkeit über den Ablauf 30 entsorgt Im Ablauf 30 ist eine Messeinrichtung 40 angeordnet, mit welcher mittels einer Strahlungsquelle 41 für elektromagnetische Strahlung, insbesondere mit einer im UV-Bereich arbeitenden Leuchtdiode 43, und einem Detektorsystem 42, welches im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 aus einem halbdurchlässigen Spiegel 46 und zwei Fotodetektoren 44, 45 besteht, die Absorption der verbrauchten Dialysierflüssigkeit bestimmt werden kann.After waste products and toxic substances have been transported from the blood of the patient 1 into the dialysis fluid in the dialyzer 10, this now used dialysis fluid is disposed of via the outlet 30 a light-emitting diode 43 working in the UV range, and a detector system 42, which in the present embodiment according to figure 2 consists of a semi-transparent mirror 46 and two photodetectors 44, 45, the absorption of the used dialysis fluid can be determined.

Die Funktionsweise der Messeinrichtung 40 und des Detektorsystems 42 ist folgende: Nach dem Prinzip der Zweistrahlspektroskopie wie sie in Figur 2 dargestellt ist emittiert die Leuchtdiode 43 als Strahlung 53 UV-Licht einer Wellenlänge von ca. 280nm, welches von dem halbdurchlässigen Spiegel 46 aufgeteilt wird. Ein Teil 54 der Strahlung 53 passiert den halbdurchlässigen Spiegel 46 und der restliche Teil 56 der Strahlung 53 wird von dem halbdurchlässigen Spiegel 46 auf den Detektor 45 reflektiert. Durch die in der verbrauchten Dialysierflüssigkeit 55 enthaltenen harnpflichtigen Substanzen wird ein gewisser Anteil der elektromagnetischen Strahlung des Teils 54 absorbiert. Der nicht von harnpflichtigen Subtanzen absorbierte Anteil des Teils 54 wird durch den Detektor 44 aufgezeichnet. Der am Detektor 45 aufgezeichnet Teil 56 der elektromagnetischen Strahlung ist somit unabhängig von harnpflichtigen Subtanzen in der Dialysierflüssigkeit 55 und über den halbdurchlässigen Spiegel direkt proportional zur Intensität I der Strahlungsquelle.The functioning of the measuring device 40 and the detector system 42 is as follows: According to the principle of two-beam spectroscopy as described in figure 2 shown, the light-emitting diode 43 emits UV light with a wavelength of approx. A part 54 of the radiation 53 passes through the semi-transparent mirror 46 and the remaining part 56 of the radiation 53 is reflected by the semi-transparent mirror 46 onto the detector 45 . A certain proportion of the electromagnetic radiation of the part 54 is absorbed by the urinary substances contained in the used dialysis fluid 55 . The portion of portion 54 not absorbed by urinary substances is recorded by detector 44 . The part 56 of the electromagnetic radiation recorded on the detector 45 is thus independent of urinary substances in the dialysis liquid 55 and, via the semi-transparent mirror, is directly proportional to the intensity I of the radiation source.

Da in der Dialysierflüssigkeit 55 im Abfluss 30 harnpflichtige Substanzen, die dem Blut im Dialysator entzogen wurden, enthalten sind und diese harnpflichtige Substanzen elektromagnetische Strahlung der Wellenlänge 280nm absorbieren kann mit Hilfe der am Detektor 44 bestimmten Intensität die Absorption von harnpflichtigen Substanzen im Abfluss 30 bestimmt werden. So ist der Verlauf der Absorption durch harnpflichtige Subtanzen während der Behandlung messbar, der als Grundlage zur Berechnung des Kt/V dient.Since the dialysis fluid 55 in the outflow 30 contains urinary substances that were withdrawn from the blood in the dialyzer and these urinary substances absorb electromagnetic radiation with a wavelength of 280 nm, the absorption of urinary substances in the outflow 30 can be determined using the intensity determined on the detector 44 . In this way, the course of the absorption by substances in the urine can be measured during the treatment, which serves as the basis for the calculation of the Kt/V.

Mit steigender Konzentration von harnpflichtigen Subtanzen in der Dialysierflüssigkeit 55 wird das Signal am Detektor 44 verringert, da sich die Absorption erhöht. Aus dem Verlauf der Absorption wird dann eine e-Funktion ermittelt, aus welcher der Kt/V-Wert berechnet wird.With an increasing concentration of urinary substances in the dialysis fluid 55, the signal at the detector 44 is reduced because the absorption increases. An e-function is then determined from the course of the absorption, from which the Kt/V value is calculated.

Um eine exakte Aussage über die Absorption während der Behandlungszeit zu bekommen, müssen allerdings Schwankungen der Intensität I_o der Leuchtdiode 43 vermieden werden. Gewöhnlich erfolgt eine Kompensation von Schwankungen einer Lichtquelle bei einer Zweistrahlspektroskopie, wie Sie hier vorliegt, durch folgende Formel (bezogen auf die Absorption A), wobei die Intensitäten I₄₄ und I₄₅ an den Detektoren 44 und 45 in entsprechenden Signale umgewandelt werden: $$A\left(t\right)=\log \left(\frac{U_{44}}{U_{45}}\cdot \frac{U_{45\_t}}{U_{44\_t}}\right)$$

• mit U₄₄ = Signal am Detektor 44 mit unverbrauchter Dialysierflüssigkeit
• U₄₅ = Signal am Detektor 45 zu Beginn
• U_{44_t} = Signal am Detektor 44 zum Zeitpunkt t während der Therapie
• U_{45_t} = Signal am Detektor 45 zum Zeitpunkt t während der Therapie

However, fluctuations in the intensity I _o of the light-emitting diode 43 must be avoided in order to obtain precise information about the absorption during the treatment time. Normally, fluctuations in a light source are compensated for in two-beam spectroscopy, as is the case here, using the following formula (based on the absorption A), with the intensities I ₄₄ and I ₄₅ being converted into corresponding signals at the detectors 44 and 45: $$A\left(t\right)=\log \left(\frac{u_{44}}{{\mathrm{<figure-callout\; id="45"\; label="u"\; filenames="imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">u</figure-callout>}}_{45}}\cdot \frac{{\mathrm{<figure-callout\; id="45"\; label="u"\; filenames="imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">u</figure-callout>}}_{45\_\mathrm{<figure-callout\; id="44"\; label="t\; u"\; filenames="imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">t</figure-callout>}}}{u_{}}\right)$$

• with U ₄₄ = signal at the detector 44 with unused dialysis fluid
• U ₄₅ = signal at detector 45 at the beginning
• U _{44_t} = signal at detector 44 at time t during therapy
• U _{45_t} = signal at detector 45 at time t during therapy

Mit der Vorrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 wird die Intensität I_o während der Therapie konstant gehalten, so dass U₄₅=U_{45_t} ∼ I_o, wobei I_o im Arbeitsbereich der Leuchtdiode frei wählbar ist Damit reduziert sich die Gleichung für die Absorption A auf: $$A\left(t\right)=\log \left(\frac{U_{44}}{U_{44\_},}\right)$$

With the device according to figures 1 and 2 the intensity I _o is kept constant during the therapy, so that U ₄₅ =U _{45_t} ∼ I _o , where I _o can be freely selected in the operating range of the light-emitting diode. The equation for the absorption A is reduced to: $$A\left(t\right)=\log \left(\frac{u_{44}}{{\mathrm{<figure-callout\; id="44"\; label="u"\; filenames="imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">u</figure-callout>}}_{44\_},}\right)$$

Die Absorption ergibt einen Kurvenverlauf, der durch eine e-Funktion beschrieben werden kann, aus der mit A(t) = a*exp(b*t) der Kt/V = 0b*t berechnet werden kann.The absorption results in a curve that can be described by an e-function from which Kt/V = 0b*t can be calculated with A(t) = a*exp(b*t).

Um die bei den bekannten Vorrichtungen auftretenden Messfehler, insbesondere durch Alterung und Temperaturinstabilität zu kompensieren gibt es zwei anspruchsgemäße Ansätze:

• Signalstabilität durch elektronische Regelung der emittierten elektromagnetischen Strahlung auf vordefinierte Level
• Temperaturstabilität durch Temperaturregelung

In order to compensate for the measurement errors that occur in the known devices, in particular due to aging and temperature instability, there are two approaches according to the claims:

• Signal stability through electronic control of the emitted electromagnetic radiation to predefined levels
• Temperature stability through temperature control

Die Problematik der Alterung kann insbesondere bei der Strahlungsquelle 41 bzw. der Leuchtdiode 43, dem Ablauf 30 sowie den Detektorsystem 42 bzw. den beiden Detektoren 44 und 45 auftreten und eine Veränderung der Eigenschaften bewirken.The problem of aging can occur in particular with the radiation source 41 or the light-emitting diode 43, the outlet 30 and the detector system 42 or the two detectors 44 and 45 and cause a change in the properties.

Mit Hilfe der elektronischen Regelung ist es möglich, Veränderungen durch Alterung und Temperaturschwankungen sehr präzise zu kompensieren. Die elektromagnetische Strahlung der Leuchtdiode 43 verliert durch Alterung bei einem konstanten Strom während der Betriebszeit an Intensität und reagiert ebenfalls bei Erhöhung der Temperatur mit einer sinkenden elektromagnetischen Strahlung. Ebenso erfolgt eine Alterung an den Detektoren 44 Et 45. Der halbdurchlässige Spiegel beeinflusst durch Alterung neben der Durchlässigkeit auch das Verhältnis des Strahlengangs zwischen und I₀ und I₄₄ und I₄₅. Ebenso kann es beim Abfluss 30 zu einer konstanten Trübung kommen.With the help of electronic control, it is possible to very precisely compensate for changes due to aging and temperature fluctuations. The electromagnetic radiation of the light-emitting diode 43 loses intensity as a result of aging at a constant current during the operating time and also reacts with an increase in temperature with a decreasing electromagnetic radiation. Aging also takes place at the detectors 44 Et 45. Due to aging, the semitransparent mirror also influences not only the permeability but also the ratio of the beam path between and I ₀ and I ₄₄ and I ₄₅ . Likewise, the outflow 30 can have a constant turbidity.

Durch einen vordefinierten Sollwert I_{44_Soll} der Intensität der elektromagnetische Strahlung am Detektor 44, bei dem die elektromagnetische Strahlung reine Dialysierflüssigkeit ohne harnpflichtige Stoffe im Abfluss 30 durchquert hat, wird der Messbereich beziehungsweise die Auflösung des Detektorsystems 42 bzw. des Detektors 44 optimal genutzt. Dadurch werden Veränderungen im System durch Alterung erkannt und kompensiert, wobei dadurch auch eine Überprüfung der Leistungsfähigkeit des Messsystems erfolgt Damit wird gewährleistet, das die Signalqualität, der Messbereich, die Messauflösung und die Reproduzierbarkeit während der gesamten Lebensdauer konstant istThe measuring range or the resolution of the detector system 42 or of the detector 44 is optimally used by a predefined desired value I _{44_Soll} of the intensity of the electromagnetic radiation at the detector 44, at which the electromagnetic radiation has passed through pure dialysis fluid without urinary substances in the outflow 30. As a result, changes in the system due to aging are recognized and compensated for, whereby the performance of the measuring system is also checked. This ensures that the signal quality, the measuring range, the measuring resolution and the reproducibility are constant over the entire service life

Die Gleichung für die Absorption ergibt sich daher mit dem Sollwert I_{44_Soll} zu: $$A\left(t\right)=\log \left(\frac{U_{44\_\mathit{Soll}}}{U_{44\_},}\right)$$

The equation for the absorption therefore results with the setpoint I _{44_Soll} as follows: $$A\left(t\right)=\mathrm{<figure-callout\; id="44"\; label="log\; u"\; filenames="imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">log</figure-callout>}\left(\frac{u_{}}{}\right)\left(\frac{{}_{44\_\mathit{Should}}}{u_{44\_},}\right)$$

Die elektrische Regelung erfolgt in zwei Schritten:

• Zu Beginn der Nierenersatzbehandlung vor Anschluss des Patienten bzw. im Bypass befindet sich reine Dialysierflüssigkeit ohne harnpflichtige Subtanzen im Abfluss 30. In diesem Betriebszustand erfolgt zunächst eine Regelung des elektrischen Stroms der Strahlungsquelle 41 als Stellgröße, so dass am Detektor 44 der vordefinierten Sollwert I_{44_Soll} der Strahlungsintensität als Eingangssignal detektiert. Bei Erreichen des vordefinierten Sollwerts I_{44_Soll} am Detektor 44 wird der Intensitätswert I₄₅ von Detektor 45 gespeichert und dient in einer zweiten Regelung während der folgenden Nierenersatzbehandlung als Sollwert I_{45_Soll}. Es erfolgt also nun eine Regelung des elektrischen Stroms der Strahlungsquelle 41 bzw. der Leuchtdiode als Stellgröße auf den Intensitätswert I_{45_Soll} am Detektor 45.

The electrical control takes place in two steps:

• At the beginning of the renal replacement treatment before the patient is connected or in the bypass, there is pure dialysis fluid without urinary substances in the outflow 30. In this operating state, the electric current of the radiation source 41 is initially regulated as a manipulated variable, so that the detector 44 receives the predefined setpoint I _{44_Soll} der Radiation intensity detected as an input signal. When the predefined desired value I _{44_Soll} is reached at the detector 44, the intensity value I ₄₅ is stored by the detector 45 and is used in a second regulation during the subsequent kidney replacement treatment as the desired value I _{45_Soll} . The electric current of the radiation source 41 or the light-emitting diode is now regulated as a manipulated variable to the intensity value I _{45_Soll} at the detector 45.

Die Regelung erfolgt mit einem adaptiven Regler, der zunächst automatisiert die von der Leuchtdiode 43, den Detektor 44, dem teildurchlässigen Spiegel 46 sowie dem Abfluss 30 abhängige Übertragungsfunktion F₄₄(43,44,46,30))=U₄₄ und die von der Leuchtdiode 43, den Detektor 45 und dem teildurchlässigen Spiegel 46 abhängige Übertragungsfunktion F₄₅(43,46,45))=U₄₅ des Systems erfasst. Die Regelung kann ebenfalls mit jeder anderen Art von Regelung erfolgen, was jedoch einen langsameren Einschwingvorgang zur Folge hätte.The control is carried out with an adaptive controller, which first automates the transfer function F ₄₄ (43,44,46,30))=U ₄₄ , which is dependent on the light-emitting diode 43, the detector 44, the partially transparent mirror 46 and the drain 30, and that of the Light-emitting diode 43, the detector 45 and the partially transparent mirror 46 dependent transfer function F ₄₅ (43,46,45)) = U ₄₅ of the system detected. The regulation can also take place with any other type of regulation, but this would result in a slower transient process.

Der erste Regelvorgang zu Beginn der Therapie erfolgt vor dem Anschluss des Patienten 1 bzw. im Bypass 62, bei dem durch entsprechende Einstellung der Ventile 60 und 61 die reine Dialysierflüssigkeit an dem Dialysator 10 vorbeigeführt wird, mit reiner Dialysierflüssigkeit ohne harnpflichtige Subtanzen. Mit Hilfe der adaptiven Regelung und der Übertragungsfunktion F₄₄ erfolgt der Regelvorgang auf den vordefinierten Sollwert der Strahlungsintensität 1_{44_Soll} ∼ U_{44_Soll} am Detektor 44. Damit erfolgt die Kompensation der Alterung durch Änderung der elektrischen Stromstärke der Leuchtdiode 43. Wenn nötig können ebenfalls die Verstärkungsfaktoren der elektronischen Detektorschaltungen an den Detektoren 44 und 45 angepasst werden, sofern die Signalqualität dies zulässt. Der dann anliegende Messwert an Detektor 45 wird als Sollwert U₄₅ für den zweiten Regelvorgang gespeichert und dient während der Therapie als Sollwert, um Temperaturschwankungen zu kompensieren. Dabei ist die Absorption A=0, da U₄₄ = U_44t.
Nach dem Anschluss des Patienten 1 erfolgt die Messwertaufnahme von U_4t am Detektor 44. Durch harnpflichtige Substanzen ändert sich der Messwert am Detektor 44 und die Absorption ergibt sich aus: $$A\left(t\right)=\log \left(\frac{U_{44}}{U_{44\_},}\right)$$

The first control process at the beginning of the therapy takes place before the patient 1 is connected or in the bypass 62, in which the pure dialysis liquid is guided past the dialyzer 10 by appropriate adjustment of the valves 60 and 61, with pure dialysis liquid without urinary substances. With the help of the adaptive control and the transfer function F ₄₄ , the control process is carried out to the predefined target value of the radiation intensity 1 _{44_Soll} ∼ U _{44_Soll} at the detector 44. This compensates for aging by changing the electrical current intensity of the light-emitting diode 43. If necessary, the amplification factors of the electronic detector circuits on the detectors 44 and 45 are adapted, provided that the signal quality allows this. The measured value then present at detector 45 is stored as setpoint value U ₄₅ for the second control process and serves as setpoint value during therapy in order to compensate for temperature fluctuations. The absorption is A=0 since U ₄₄ = U _44t .
After patient 1 has been connected, the measured value of U _{4t is recorded} at the detector 44. The measured value at the detector 44 changes due to substances in the urine and the absorption results from: $$A\left(t\right)=\log \left(\frac{u_{44}}{{\mathrm{<figure-callout\; id="44"\; label="u"\; filenames="imgf0002.png"\; state="\{\{state\}\}">u</figure-callout>}}_{44\_},}\right)$$

Neben der Kompensation von Temperaturschwankungen ermöglicht diese Vorgehensweise auch einen konstanten Messbereichs und ebenfalls eine gleich bleibende Signalqualität. Während einer Therapie, also während einer einzigen Nierenersatzbehandlung, ist eine Alterung der Detektoren 44 und 45 zu vernachlässigen. Das Systems wird während der Nierenersatzbehandlung dann auf den Sollwert U₄₅ am Detektor 45 geregelt, der unabhängig vom Dialysierflüssigkeitsfluss eine stabile und konstante emittierte elektromagnetische Strahlung ermöglicht. Damit kann der Temperaturdrift der Leuchtdiode 43 bzw. der Intensität I_o kompensiert werden. Der Stellwert der Regelung ist der elektrische Strom der Leuchtdiode 43, der proportional zur Intensität I_o der durch die Leuchtdiode 43 emittierten Strahlung ist. Eine reine Regelung auf den Detektor 44 durch einen Vorgabewert zu Beginn ist jedoch nicht sinnvoll, da Einflüsse während der Therapie nicht kompensiert werden können. In addition to compensating for temperature fluctuations, this procedure also enables a constant measuring range and also a constant signal quality. Aging of the detectors 44 and 45 is negligible during a therapy, ie during a single kidney replacement treatment. During the kidney replacement treatment, the system is then regulated to the desired value U ₄₅ on the detector 45, which enables a stable and constant emitted electromagnetic radiation independent of the dialysis liquid flow. In this way, the temperature drift of the light-emitting diode 43 or of the intensity I _o can be compensated. The control value of the regulation is the electrical current of the light-emitting diode 43, which is proportional to the intensity I _o of the radiation emitted by the light-emitting diode 43. However, purely controlling the detector 44 using a default value at the beginning does not make sense, since influences during the therapy cannot be compensated for.

Die Vorgabe des vordefinierten Sollwert im ersten Regelungsprozess dient zur Definition des Messbereichs der Elektronik und definiert gleichzeitig die Messauflösung der Absorption des Messsignals. The specification of the predefined setpoint in the first control process serves to define the measuring range of the electronics and at the same time defines the measuring resolution of the absorption of the measuring signal.

In den Figuren nicht dargestellte Verstärkerschaltungen innerhalb derelektronischen Regelung 52 wandeln das Signal der Detektoren 44 und 45 in eine Messspannung um, für die Analog-Digital-Wandler mit einer Mikroprozessor-Messwertaufnahme zur Verfügung stehen. Diese Anpassung der Verstärkerschaltungen, welche nur vor jeder einzelnen Nierenersatzbehandlung erfolgen kann, könnte automatisch vor der Nierenersatzbehandlung parallel zu Regelung des Stroms der Leuchtdiode 43 erfolgen. Während der Behandlung ist allerdings nur eine Regelung des Stroms möglich.Amplifier circuits not shown in the figures within the electronic control 52 convert the signal from the detectors 44 and 45 into a measurement voltage, for which analog/digital converters with microprocessor measurement recording are available. This adaptation of the amplifier circuits, which can only take place before each individual kidney replacement treatment, could take place automatically before the kidney replacement treatment, in parallel with the regulation of the current of the light-emitting diode 43 . During the treatment, however, only regulation of the current is possible.

Mit Hilfe der Temperaturregelung wird für die Leuchtdiode 43 und die Detektoren 44 und 45 eine optimale Betriebstemperatur erreicht. Bei hohen Temperaturen muss der Strom als Stellgröße der Leuchtdiode 43 erhöht werden, um die emittierte elektromagnetische Strahlung bei steigenden Temperaturen bei einer konstanten Intensität zu halten. Umgekehrt muss bei sinkenden Temperaturen der Strom als Stellgröße der Leuchtdiode 43 gesenkt werden. Eine Erhöhung des Stroms ist jedoch nur im Betriebsbereich der Leuchtdiode 43 möglich und beschleunigt den Alterungsprozess. In einem Dialysegerät treten erfahrungsgemäß ernorme Temperaturschwankungen auf. Deshalb ist es sinnvoll Temperaturschwankungen durch eine Temperaturregelung 51 zu kompensieren, so dass die Vorrichtung in dem optimalen Temperaturbereich betrieben werden kann. Durch solche Maßnahmen wird auch der Alterungsprozess verlangsamtAn optimal operating temperature is achieved for the light-emitting diode 43 and the detectors 44 and 45 with the aid of the temperature control. At high temperatures, the current must be increased as the manipulated variable of the light-emitting diode 43 in order to keep the emitted electromagnetic radiation at a constant intensity as the temperatures rise. Conversely, the current as the manipulated variable of the light-emitting diode 43 must be reduced when the temperatures drop. However, an increase in the current is only possible in the operating range of the light-emitting diode 43 and accelerates the aging process. Experience has shown that there are enormous temperature fluctuations in a dialysis machine. Therefore it makes sense to compensate for temperature fluctuations by means of a temperature control 51 so that the device can be operated in the optimum temperature range. Such measures also slow down the aging process

Ziel der Temperaturregelung ist, die Leuchtdiode 43 und die Detektoren 44 & 45 im optimalen Temperaturbereich zu betreiben bzw. schnell den optimalen Temperaturbereich für diese Komponenten zu erreichen, damit während der Therapie eine Änderung der Temperatur auf ein Minimum reduziert werden kann. Nach der Desinfektion kann es durch Erhitzung des Systems zu erhöhten Temperaturen an der Messeinrichtung 40 bzw. der Leuchtdiode 43 und/oder dem Detektorsystem 42 bzw. den Detektoren 44 und 45 kommen. Ferner hat beim Einschalten der Vorrichtung aus dem kalten Zustand die Eigenerwärmung des Systems eine Abkühlung zur Folge, wodurch zu Beginn eine sehr geringe Temperatur vorhanden ist. Daher ist es notwendig die Temperatur so schnell wie möglich in den Betriebsbereich der Komponenten zu bringen, während die Vorrichtung zur Nierenersatzbehandlung vorbereitet wird, um zu Beginn der Therapie bzw. während der Identifikation des System durch die oben beschriebene elektronische Regelung 52 bereits im Sollbereich der Temperatur zu sein. Damit ist es möglich auch sehr geringe Abweichungen der Detektoren 44 und 45 bezüglich eines Signaldrifts durch Temperaturänderungen auf ein Minimum zu reduzieren.The aim of the temperature control is to operate the light-emitting diode 43 and the detectors 44 & 45 in the optimum temperature range or to quickly reach the optimum temperature range for these components so that a change in temperature can be reduced to a minimum during therapy. After the disinfection, increased temperatures can occur at the measuring device 40 or the light-emitting diode 43 and/or the detector system 42 or the detectors 44 and 45 due to the heating of the system. Furthermore, when the device is switched on from a cold state, the self-heating of the system causes it to cool down, resulting in a very low temperature initially. It is therefore necessary to bring the temperature into the operating range of the components as quickly as possible, while the device for renal replacement treatment is being prepared, so that the temperature is already in the target range at the beginning of the therapy or during the identification of the system by the electronic control system 52 described above to be. This makes it possible to reduce to a minimum even very small deviations of the detectors 44 and 45 with regard to a signal drift due to temperature changes.

Die Temperaturstabilisierung erfolgt mit einem Kühlkörper mit Wasserkühlung, der die Flusstemperatur der Dialysierflüssigkeit direkt mit dem Kühlkörper 43 der LED und/oder die Detektoren 44&45 koppelt. Die Wärmekapazität der Dialysierflüssigkeit ist deutlich höher als die des Kühlkörpers der Leuchtdiode 43 und definiert daher die Temperatur, was ohne zusätzlichen technischen Aufwand möglich ist. Damit ist es möglich die Temperatur näherungsweise konstant im Betriebsbereich der Komponenten zu halten und das System schnell in den optimalen Temperaturbereich zu bringen.The temperature is stabilized with a water-cooled heat sink, which couples the flow temperature of the dialysis fluid directly to the heat sink 43 of the LED and/or the detectors 44&45. The thermal capacity of the dialysis fluid is significantly higher than that of the heat sink of the light-emitting diode 43 and therefore defines the temperature, which is possible without additional technical effort. This makes it possible to keep the temperature approximately constant in the operating range of the components and to quickly bring the system into the optimum temperature range.

Ohne enormen zusätzlichen Aufwand ist es jedoch nicht möglich die Temperatur so stabil zu halten, dass sie keinen weiteren Einfluss auf die Intensität der durch die Leuchtdiode 43 emittierte Strahlung hat. Daher muss parallel noch eine Stabilisierung der Leuchtintensität I_o mit der oben genannten elektronischen Regelung 52 erfolgen.Without enormous additional effort, however, it is not possible to keep the temperature so stable that it has no further influence on the intensity of the radiation emitted by the light-emitting diode 43. Therefore, the luminous intensity I _o must also be stabilized in parallel with the electronic control 52 mentioned above.

Eine Kühlung kann ebenfalls mit anderen aktiven und passiven Kühlmethoden durchgeführt werden. Als passive Kühlung kann die Leuchtdiode 43 bzw. die Detektoren 44 und 45 über das Gehäuse oder eine Wasserkühlung temperaturstabilisiert werden. Als aktive Kühlung ist der Einsatz eines Lüfters möglich, der die Temperatur abhängig von der Umgebungstemperatur regeln kann. Ebenso ist eine direkte Regelung mit einem Peltier-Element oder ähnlichen elektrothermischen Wandlern zur Temperaturstabilisierung möglich.Cooling can also be performed with other active and passive cooling methods. As passive cooling, the temperature of the light-emitting diode 43 or the detectors 44 and 45 can be stabilized via the housing or water cooling. A fan can be used as active cooling, which can regulate the temperature depending on the ambient temperature. Direct control with a Peltier element or similar electrothermal converters for temperature stabilization is also possible.

BezugszeichenlisteReference List

1 --1 --

Patientpatient

10 --10--

Dialysatordialyzer

11 --11--

Membranmembrane

12 --12--

Kammerchamber

13 --13--

Kammerchamber

14 --14--

Blutzuführleitungblood supply line

15 --15--

Blutabführleitungblood drain line

20 --20--

ZulaufIntake

30 --30--

Ablaufprocedure

40 --40--

Messeinrichtungmeasuring device

41 --41--

Strahlungsquelleradiation source

42 --42--

Detektorsystemdetector system

43 --43--

Leuchtdiodelight emitting diode

44 --44--

Detektordetector

45 --45--

Detektordetector

46 --46--

halbdurchlässiger Spiegelsemi-transparent mirror

50 --50--

Mittelmedium

5151

-- Temperaturregelung-- Temperature control

52 --52--

elektronische Regelungelectronic regulation

53 --53--

Strahlengangbeam path

54 --54--

Teil der Strahlungpart of the radiation

55 --55--

verbrauchte Dialysierflüssigkeitused dialysis fluid

56 --56--

Teil der Strahlungpart of the radiation

57 --57--

Signalleitungsignal line

58 --58--

Signalleitungsignal line

59 --59--

Signalleitungsignal line

60 --60--

VentilValve

61 --61--

VentilValve

62 --62--

Bypassbypass

63 --63--

Pumpepump

Claims (12)

1. Apparatus for the extracorporeal treatment of blood with a dialyzer (10), which is separated into a first and second chamber by a semipermeable membrane (11), wherein the first chamber (12) is disposed in a dialysis fluid pathway and the second chamber (13) is connectable to the blood circulation of a patient (1) by way of a blood inflow conduit (14) and a blood outflow conduit (15),

   - a feed (20) for fresh dialysis fluid,

   - a discharge (30) for spent dialysis fluid,

   - a measuring device (40) disposed in the discharge (30) for estimation of the absorption of the spent dialysis fluid flowing through the discharge (30), wherein the measuring device (40) has at least one radiation source (41) for substantially monochromatic electromagnetic radiation as well as a detector system (42) for detecting the intensity of the electromagnetic radiation, characterized in that

   means (50) are provided to compensate for changes that occur in the intensity of the electromagnetic radiation of the radiation source (41) and/or the sensitivity of the detector system (42), wherein
   the means (50) is a temperature control (51) for adjusting the temperature of the radiation source (41) to first pre-defined operating temperatures T1, and/or the temperature of the detector system (42) to second pre-defined operating temperatures T2, wherein for the means (50) an electronic control (52) is additionally provided with the aid of which the intensity I of the electromagnetic radiation of the radiation source (41) can be controlled such that pre-defined intensities I₄₄ after absorption by fresh dialysis fluid, and/or intensities I₄₅ without absorption by fresh dialysis fluid are detectable.
2. The apparatus according to claim 1, characterized in that the electronic control (52) is formed as a control circuit.
3. The apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that the radiation source (41) is formed as a light emitting diode (43).
4. The apparatus according to claim 3, characterized in that the light emitting diode (43) substantially emits electromagnetic radiation of a wavelength of 280nm.
5. The apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that the detector system (42) consists of at least one photo detector, preferably of two photo detectors (44, 45).
6. The apparatus according to claim 5, characterized in that in the optical path of the electromagnetic radiation between radiation source (41) and discharge (30) for spent dialysis fluid a partially transmissive mirror (46) or an optical device is arranged for beam division or beam deflection.
7. The apparatus according to any of claims 3 to 6, characterized in that the intensity I₄₄ of the electromagnetic radiation at the first detector (44) is the control variable and the electric current of the radiation source (41, 43) is the regulating variable and that the intensity I₄₅ at the detector (45) can be stored as reference value I₄₅.
8. The apparatus according to claim 7, characterized in that the reference value I₄₅ is the control variable of a second control circuit and that the electric current of the radiation source (41, 43) is the regulating variable of the second control circuit.
9. The apparatus according to any of the preceding claims, characterized in that the temperature control (51) has a cooling body for the light emitting diode (43) and/or the detector system (42) and/or the detectors (44, 45).
10. The apparatus according to any of claims 1 to 7, characterized in that the temperature control (51) has a water-cooling device for the light emitting diode (43) and/or the detectors (44, 45).
11. The apparatus according to any of claims 1 to 8, characterized in that the temperature control (51) has one or more fans for the light emitting diode (43) and/or the detectors (44, 45).
12. The apparatus according to any of claims 1 to 9, characterized in that the temperature control (51) has one or more electrothermic converters, e.g. Peltier elements, for controlling the temperature of the light emitting diode (43) and/or the detectors (44, 45).

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